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FriendlyCore的使用

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FriendlyCore的使用

介绍

FriendlyCore,是一个没有预装X Desktop,基于Ubuntu core构建的系统 (版本: 18.04)。

FriendlyCore的定位是为企业客户提供可直接用于产品的基础OS,Core的含义是指"核心"与"可量产",FriendlyCore与Ubuntu base最小系统的定位不同,FriendlyCore并不只是提供命令行界面,它提供了两种形式的图形界面:

  • 针对RK3399优化的Qt 5.10.0,支持GPU和VPU加速,提供QtQuick/QtWebEngine/QtMultimedia/WebGL等Qt模块以及KMS、EGLFS和XCB三种显示插件;
  • 集成Xorg最小系统,可以以最轻量的方式运行X11应用,X11服务器同样支持硬件加速;

FriendlyCore在 RK3399 平台下的其他特性还包括:

支持7寸电容屏HD702,与HDMI同时连接时,可实现双屏异显,或者同步显示
支持 Gstreamer 1.0 多媒体框架
支持命令行和Qt硬解播放器
支持Qt5 WebGL,可以在其他设备上用浏览器上显示Qt界面
支持Qt5 VNC,可以将Qt应用作为VNC Server的形式运行,轻松实现远程控制
支持蓝牙,已预装bluez等相关软件包

运行FriendlyCore

对于有HDMI接口的板子,如果要在电视上进行操作,您需要连接USB鼠标和键盘。

如果您需要进行内核开发,最好选购一个串口配件,连接了串口,则可以通过串口终端对开发板进行操作。

NanoPC-T4需要使用USB转串口模块,连接方法如下图所示:

T4usb2serialport.jpg

FriendlyCore默认帐户:

普通用户:

   用户名: pi
   密码: pi

Root用户:

用户名: root 密码: fa

默认会以 pi 用户自动登录,你可以使用 sudo npi-config 命令取消自动登录。

更新软件包:

$ sudo apt-get update

使用npi-config配置系统

npi-config是一个命令行下的系统配置工具,可以对系统进行一些初始化的配置,可配置的项目包括:用户密码、系统语言、时区、Hostname、SSH开关、自动登录选项等,在命令行执行以下命令即可进入:

$ sudo npi-config

npi-config的显示界面如下所示:

npi-config

开发Qt程序

FriendlyELEC为RK3399平台移植的 Qt 5.10.0 支持以下显示设备插件:KMS、EGLFS和XCB,这三种插件均支持OpenGL ES和GPU硬件加速,只是调用方式不同,具体如下:

KMS 使用Linux内核的DRM显示接口来渲染界面
EGLFS 使用OpenGL ES接口来渲染界面
XCB 在X11服务器上运行,并集成到X11窗口环境

三种插件所支持的Qt特性会有所不同,请根据你的需求来选择:

插件名称 OpenGL ES QtWebEngine QtMultimedia 视频硬解播放 双屏异显
KMS Yes No Yes No Yes
EGLFS Yes No Yes No No
XCB Yes Yes Yes Yes Yes

建议使用 KMS或XCB 插件。

为了方便用户测试,FriendlyCore平台提供了4个脚本文件用于设置Qt环境变量,分别为:

脚本文件名 作用
/usr/bin/setqt5env-kms 设置kms插件所需要的环境变量
/usr/bin/setqt5env-eglfs 设置eglfs插件所需要的环境变量
/usr/bin/setqt5env-xcb 设置xcb插件所需要的环境变量
/usr/bin/setqt5env-nogui 仅供无界面的Qt程序使用

例如要设置用KMS插件来显示程序界面,可以使用以下命令:

. setqt5env-kms
./apps

(注: .与字母s之间有个空格)

Qt开发环境搭建

FriendlyELEC为RK3399平台提供了两种交叉编译Qt程序的方法:

  • 方法1:使用Docker容器,详细可参考github页面:http://github.com/friendlyarm/friendlyelec-ubuntu18-docker

  • 方法2: 搭建本地交叉编译环境,本地需要安装 Ubuntu 18.04 64位系统,其环境搭建方法请参考:How to Build and Install Qt Application for FriendlyELEC Boards/zh

Qt示例演示

FriendlyCore系统内置了几个很有特色的Qt演示程序,方便测试Qt5的特性,下面分别介绍它们:

Qt Quick示例:CinematicExperience

Qt Quick 是 Qt 提供的一种高级用户界面技术,使用它可轻松地为移动和嵌入式设备创建流畅的用户界面。Qt Quick 应用默认使用 OpenGL ES ,渲染效率很高,你可以用它创建非常炫非常酷非常迷人的界面。

CinematicExperience是一个用Qt Quick实现的影片选择界面。

该例子使用了Qt QML中的界面动态转换、粒子模拟和着色器特效,所以这个示例能体现RK3399的硬件性能与软件优化,在RK3399平台上非常流畅。

在命令行执行以下命令启动该示例:

cd /opt/Qt5_CinematicExperience
./run.sh

界面如下所示:

Qt5-cinematicExperience.gif

Qt WebEngine示例:网页浏览器

Qt WebEngine使用了Chromium作为渲染引挚,对HTML5支持完美。

示例展示的网页浏览器是 Qt5 自带的Demo,运行命令如下:

cd /opt/qt5-brower
./run.sh

界面如下所示:

Qt5-brower.jpg

注:Qt WebEngine在FriendlyCore平台上需要使用Xcb插件来运行。

Qt 双屏异显示例

这是一个比较简单的DEMO,演示了在同时连接HDMI和eDP LCD屏的情况下,用Qt实现两个屏幕显示不同的内容, 用以下命令启动:

cd /opt/qt5-multi-screen-demo
./run.sh

双屏异显的效果如下所示:

Qt5-multi-screen.jpg

Qt Multimedia: 硬解播放器qt5-player

qt5-player播放器已经适配Rockchip的gstreamer插件,支持4K视频的硬解播放。

在命令行执行以下命令启动该示例:

cd /opt/qt5-player
./run.sh

播放器的界面如下所示,可以设置全屏播放,也可以调节音量:

Qt5-player.gif

Qt WebGL示例: nmapper

Qt WebGL允许你在其他设备的网页游览器查看并远程操作运行在开发板上的Qt程序,这个特性使得实现远程控制变得简单。

在运行示例之前,你的开发板需要先连接网络,然后在开发版本执行以下命令:

cd /opt/qt5-nmapper
./run-with-webgl.sh

然后在电脑或者手机上打开网页游览器,在浏览器的地址栏输入开发板的IP地址,应该就能看到Qt界面了,效果如下所示:

Qtwebgl.gif

Qt VNC示例: 智能家居控制界面

Qt VNC允许你将一个应用程序以VNC Server的形式运行,在其他设备上可以使用VNC Client来连接和控制,用QtWidgets或者QML编写的应用都是支持的。

执行以下命令启动:

cd /opt/qt5-smarthome
./run-with-vnc.sh

然后在电脑或者手机上安装并打开VNC viewer软件,输入开发板的IP地址加端口号5900,例如开发板的地址是192.168.1.100,就输入192.168.1.100:5900,连接后应该就能看到界面了,如下图所示:

Qt5smarthomevnc.png

Qt 双USB摄像头示例

本示例演示同时预览两个USB摄像头的图像,请在运行示例之前,先连接好两个USB摄像头和屏幕,一般来说标准的UVC摄像头都可以,不过还是建议使用以下我们测试过的型号:

序号 型号
1 KS2A242
2 罗技C922 Pro

执行以下命令启动:

cd /opt/dual-camera
./run.sh

运行界面以及所使用的摄像头如下图所示:

Qt5dualcamera.jpg

开机自动运行Qt示例程序

使用npi-config工具进行开启:

sudo npi-config

进入Boot Options -> Autologin -> Qt/Embedded,选择Enable然后重启即可。

扩展TF卡文件系统

第一次启动FriendlyCore系统时,系统会自动扩展文件系统分区,请耐心等待,TF卡/eMMC的容量越大,需要等待的时间越长,进入系统后执行下列命令查看文件系统分区大小:

df -h

使用蓝牙传输文件

以传输文件到手机为例进行说明,首先,将你的手机蓝牙设置为可侦测状态,然后执行以下命令开始蓝牙搜索:

hcitool scan

搜索到设备时,结果举例如下:

Scanning ...
    2C:8A:72:1D:46:02   HTC6525LVW

这表示搜索到一台名为HTC6525LVW的手机,我们记下手机名称前面的MAC地址,然后用sdptool命令查看该手机支持的蓝牙服务:

sdptool browser 2C:8A:72:1D:46:02

注:上述命令中的MAC地址请替换成手机实际的蓝牙MAC地址

这个命令会详细列出手机蓝牙所支持的协议,我们需要关心的是一个名为 OBEX Object Push 的文件传输服务,以HTC6525LVW手机为例,其显示结果如下所示:

Service Name: OBEX Object Push
Service RecHandle: 0x1000b
Service Class ID List:
  "OBEX Object Push" (0x1105)
Protocol Descriptor List:
  "L2CAP" (0x0100)
  "RFCOMM" (0x0003)
    Channel: 12
  "OBEX" (0x0008)
Profile Descriptor List:
  "OBEX Object Push" (0x1105)
    Version: 0x0100

从上面的信息可以看到,这个手机的OBEX Object Push服务的所用的频道是12, 我们需要将它传递给obexftp命令,最后发起文件传输请求的命令如下:

obexftp --nopath --noconn --uuid none --bluetooth -b 2C:8A:72:1D:46:02 -B 12 -put example.jpg

注:上述命令中的MAC地址、频道和文件名请替换成实际的

执行上述命令后,请留意手机屏幕,正常情况下手机会弹出配对和接收文件的提示,确定后就开始文件传輪了。

蓝牙常见问题:

开发板上找不到蓝牙设备, 可尝试用以下命令开启蓝牙:

rfkill unblock 0

提示找不到相关命令,可尝试用以下命令安装相关软件:

apt-get install bluetooth bluez obexftp openobex-apps python-gobject ussp-push

连接WiFi

无论是SD WiFi还是USB WiFi, 它们的连接方式都是一样的。正基科技的APXX系列芯片属于SD WiFi,另外系统默认也已经支持市面上众多常见的USB WiFi,已测试过的USB WiFi型号如下:

序号 型号
1 RTL8188CUS/8188EU 802.11n WLAN Adapter
2 RT2070 Wireless Adapter
3 RT2870/RT3070 Wireless Adapter
4 RTL8192CU Wireless Adapter
5 小米WiFi mt7601
6 5G USB WiFi RTL8821CU
7 5G USB WiFi RTL8812AU

目前使用 NetworkManager 工具来管理网络,其在命令行下对应的命令是 nmcli,要连接WiFi,相关的命令如下:

切换到root账户

$ su root

查看网络设备列表

$ nmcli dev

注意,如果列出的设备状态是 unmanaged 的,说明网络设备不受NetworkManager管理,你需要清空 /etc/network/interfaces下的网络设置,然后重启.

开启WiFi

$ nmcli r wifi on

扫描附近的 WiFi 热点

$ nmcli dev wifi

连接到指定的 WiFi 热点

$ nmcli dev wifi connect "SSID" password "PASSWORD" ifname wlan0

请将 SSID和 PASSWORD 替换成实际的 WiFi名称和密码。

连接成功后,下次开机,WiFi 也会自动连接。

如果你的USB WiFi无法正常工作, 大概率是因为文件系统里缺少了对应的USB WiFi固件。对于Debian系统, 可以在Debian-WiFi里找到并安装USB WiFi芯片的固件。而对于Ubuntu系统, 则可以通过下列命令安装所有的USB WiFi固件:

$ apt-get install linux-firmware

一般情况下, 各种WiFi芯片的固件都存放在/lib/firmware目录下。

连接以太网

默认插上网线开机,会自动连接并通过DHCP获取IP地址,如需要配置静态IP地址,请参考 NetworkManager 的相关文档: Use NetworkManager to configure network settings。

访问GPIO/I2C/串口等硬件资源

请参考下面的文档:

WiringPi for RK3399
WiringPi-Python for RK3399

定制命令行的欢迎信息(文字LOGO)

欢迎信息主要是这个目录下的脚本来打印的:

/etc/update-motd.d/

比如要修改 FriendlyELEC 的大字LOGO,可以修改/etc/update-motd.d/10-header 这个文件,比如要将LOGO改为HELLO,可将以下行:

TERM=linux toilet -f standard -F metal $BOARD_VENDOR

改为:

TERM=linux toilet -f standard -F metal HELLO

选择系统默认的音频设备

可以通过下面的操作步骤,设置系统默认的音频设备。

可用以下命令查看系统中所有的声卡设备 (注:不同的开发板结果会有所不同):

pi@NanoPi:~$ aplay -l
**** List of PLAYBACK Hardware Devices ****
card 0: realtekrt5651co [realtek,rt5651-codec], device 0: ff880000.i2s-rt5651-aif1 rt5651-aif1-0 []
  Subdevices: 1/1
  Subdevice #0: subdevice #0
card 1: rockchiphdmi [rockchip,hdmi], device 0: ff8a0000.i2s-i2s-hifi i2s-hifi-0 []
  Subdevices: 1/1
  Subdevice #0: subdevice #0
card 2: ROCKCHIPSPDIF [ROCKCHIP,SPDIF], device 0: ff870000.spdif-dit-hifi dit-hifi-0 []
  Subdevices: 1/1
  Subdevice #0: subdevice #0

可以看到,硬件上有如下声卡设备:

声卡设备 声卡序号 说明
realtekrt5651co 0 Realtek声卡的缺省输出接口(通过3.5mm耳机输出)
rockchiphdmi 1 HDMI输出
ROCKCHIPSPDIF 2 光纤输出 (注:暂不可用,因为硬件没有引出)

要配置成将音频输出到3.5mm耳机接口,可修改配置文件/etc/asound.conf,修改成如下内容:

defaults.pcm.card 0
defaults.pcm.device 0

要配置成将音频输出到HDMI,则将上面的defaults.pcm.card修改为1。

需要注意的是,有些板子由于没有Realtek声卡 (没有耳机输出接口),所以HDMI设备的序号会是card 0,所以配置时,要以aplay -l命令的结果为准。

运行X11程序

FriendlyCore系统集成了轻量级的Xorg,虽然没有窗口管理器,但是你仍然可以运行单一的X-Windows程序,例如要运行的程序是~/YourX11App,使用以下命令:

. /usr/bin/setqt5env-xcb
startx ~/YourX11App -geometry 1280x800

注意 “.” 与 /usr/bin/setqt5env-xcb 之间有一个空格,另外,-geometry后面的分辨率请更改为你的屏幕的实际分辨率。

mpv硬解播放器

FriendlyCore预装了基于 ffmpeg 实现的命令行视频播放器,除了 mpv 播放器本身,也包含了 libmpv 库文件,方便在程序里调用。

mpv播放器支持 Rockchip MPP video decoder,所以支持4K硬解播放,mpv的参数较多,为了简化使用,我们提供了一个脚本 start-mpv,简化后,只要传文件名给它,就可以播放视频了:

start-mpv /home/pi/demo.mp4

需要注意的是,播放时需要使用pi用户登录,因为其它用户的目录里没有mpv相关的设置,当然你可以从pi用户目录复制一份过来也是可以的,mpv的设置文件存放在以下路径:

/home/pi/.config/mpv/mpv.conf

mpv.conf的文件内容如下所示:

vo=gpu
gpu-context=drm
hwdec=rkmpp
demuxer-max-bytes=41943040
demuxer-max-back-bytes=41943040
drm-osd-plane-id=1
drm-video-plane-id=0
audio-device=alsa/default:CARD=rockchiphdmi

这些都是比较重要的,会传递给 mpv 的参数,其中hwdec需要指定为rkmpp才能开启硬件解码,audio-device用于指定音频输出设备,默认输出到HDMI,你可以用以下命令来查询系统中有哪些音频设备:

mpv --audio-device=help

另一个比较重要的参数是 drm-osd-size,当全屏播放视频时,drm-osd-size指定为屏幕的分辨率即可,这个参数由start-mpv自动获取屏幕参数并传给mpv,start-mpv脚本除此之外,还会做一件更重要的事情,它需要保证系统中的 libmali 库用了正确的版本,因为 mpv 是通过 gbm 来渲染画面的,所以 libmali.so 需要使用这个版本: libmali-midgard-t86x-r14p0-gbm.so,这也意味着,这个版本的mpv只能在FriendlyCore下使用,不能在X11 Desktop下使用,具体细节可以自已查看 start-mpv 的脚本内容。

mpv官方使用指南:https://github.com/mpv-player/mpv/wiki

替换内核下面的两个文件,重新编译内核:

kernel/logo.bmp
kernel/logo_kernel.bmp

或者使用脚本来操作,如下所示:

git clone https://github.com/friendlyarm/sd-fuse_rk3399
cd sd-fuse_rk3399
convert files/logo.jpg -type truecolor /tmp/logo.bmp
convert files/logo.jpg -type truecolor /tmp/logo_kernel.bmp
LOGO=/tmp/logo.bmp KERNEL_LOGO=/tmp/logo_kernel.bmp ./build-kernel.sh eflasher
LOGO=/tmp/logo.bmp KERNEL_LOGO=/tmp/logo_kernel.bmp ./build-kernel.sh friendlydesktop-arm64
./mk-emmc-image.sh friendlydesktop-arm64
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